专题一高考回顾再研真题-冲刺2021年高考化学反应原理题方法探究与类型专练（原卷版）

专题一高考回顾再研真题题型解读化学反应原理题主要把热化学、电化学、化学反应速率及四大平衡知识融合在一起命题，有时有图像或图表形式，重点考查热化学(或离子、电极)方程式的书写、离子浓度大小比较、反应速率大小、平衡常数及转化率的计算、电化学装置、平衡曲线的识别与绘制等。设问较多，考查的内容也就较多，导致思维转换角度较大。试题的难度较大，对思维能力的要求较高。题型预测预计在2021年的高考中，化学反应原理的综合仍会以与生产生活实际联系紧密的创新题材为载体，考查学生盖斯定律的运用，化学平衡常数的多种表达形式，通过图像等信息获取解题数据，完成平衡常数与转化率和Ksp的计算等重要知识点，另外速率常数的理解与应用，压强平衡常数的计算也是近几年高考考查的重点内容之一，应给予关注！真题回顾1.（2020全国Ⅰ卷）．（15分）为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。回答下列问题：（1）由FeSO4•7H2O固体配制0.10mol•L﹣1FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、（从下列图中选择，写出名称）。（2）电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率（u∞）应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择作为电解质。阳离子u∞×108/（m2•s﹣1•V﹣1）阴离子u∞×108/（m2•s﹣1•V﹣1）Li+4.07HCO3﹣4.61Na+5.19NO3﹣7.40Ca2+6.59Cl﹣7.91K+7.62SO42﹣8.27（3）电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入电极溶液中。（4）电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c（Fe2+）增加了0.02mol•L﹣1．石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c（Fe2+）＝。（5）根据（3）、（4）实验结果，可知石墨电极的电极反应式为，铁电极反应式为。因此，验证了Fe2+氧化性小于，还原性小于。（6）实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2（SO4）3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是。2．（2020全国Ⅱ卷）（14分）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图（a）所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许离子通过，氯气的逸出口是（填标号）。（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ（X）＝，X为HClO或ClO﹣]与pH的关系如图（b）所示。HClO的电离常数Ka值为。（3）Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备Cl2O的化学方程式为。（4）ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1molClO2消耗NaClO2的量为mol；产生“气泡”的化学方程式为。（5）“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是（用离子方程式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000kg该溶液需消耗氯气的质量为kg（保留整数）。3．（2020全国Ⅲ卷）（14分）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n（C2H4）：n（H2O）＝。当反应达到平衡时，若增大压强，则n（C2H4）（填“变大”“变小”或“不变”）。（2）理论计算表明。原料初始组成n（CO2）：n（H2）＝1：3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是。CO2催化加氢合成C2H4反应的△H0（填“大于”或“小于”）。（3）根据图中点A（440K，0.39），计算该温度时反应的平衡常数Kp＝（MPa）﹣3（列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当。4．（2020山东卷）（12分）探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ．CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H1＝﹣49.5kJ•mol﹣1Ⅱ．CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H2＝﹣90.4kJ•mol﹣1Ⅲ．CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）△H3回答下列问题：（1）△H3＝kJ•mol﹣1。（2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH（g）为amol，CO为bmol，此时H2O（g）的浓度为mol•L﹣1（用含a、b、V的代数式表示，下同），反应Ⅲ的平衡常数为。（3）不同压强下，按照n（CO2）：n（H2）＝1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。已知：CO2的平衡转化率＝×100%CH3OH的平衡产率＝×100%其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图（填“甲”或“乙”）；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。（4）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为（填标号）。A．低温、高压B．高温、低压C．低温、低压D．高温、高压5．（2020江苏卷）（12分）吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn（HSO3）2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣的物质的量分数随pH的分布如图1所示。（1）氨水吸收SO2．向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为；当通入SO2至溶液pH＝6时，溶液中浓度最大的阴离子是（填化学式）。（2）ZnO水悬浊液吸收SO2．向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化（如图2）。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是（填化学式）；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为。（3）O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5～6.5范围内，pH越低SO42﹣生成速率越大，其主要原因是；随着氧化的进行，溶液的pH将（填“增大”、“减小”或“不变“）。6．（2020北京卷）（10分）H2O2是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。（1）早期制备方法Ba（NO3）2BaOBaO2滤液H2O2①Ⅰ为分解反应，产物除BaO、O2外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是。②Ⅱ为可逆反应，促进该反应正向进行的措施是。③Ⅲ中生成H2O2，反应的化学方程式是。④减压能够降低蒸馏温度，从H2O2的化学性质角度说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因：。（2）电化学制备方法已知反应2H2O2═2H2O+O2↑能自发进行，反向不能自发进行，通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2，如图为制备装置示意图。①a极的电极反应式是。②下列说法正确的是。A．该装置可以实现电能转化为化学能B．电极b连接电源负极C．该方法相较于早期制备方法具有原料廉价，对环境友好等优点7．（2020海南卷）（12分）作为一种绿色消毒剂，H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应：H2O2（l）═H2O（1）+O2（g）△H＝﹣98kJ•mol﹣1K＝2.88×1020回答问题：（1）H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时，地板上有气泡冒出，该气体是。（2）纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下，H2O2剧烈分解：H2O2（l）═H2O（g）+O2（g），放出大量气体，驱动火箭升空。每消耗34gH2O2，理论上（填“放出”或“吸收”）热量98kJ（填“大于”、“小于”或“等于”）。（3）纯H2O2相对稳定，实验表明在54℃下恒温贮存2周，浓度仍能保持99%，原因是H2O2分解反应的（填编号）。a．△H比较小b．K不够大c．速率比较小d．活化能比较大（4）向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液，即有气泡快速逸出，反应中Mn2+起作用。某组实验数据如下表：t/min01020304050c（H2O2）/mol•L﹣10.700.490.350.250.170.120～30minH2O2反应的平均速率v＝mol•L•min﹣1（5）H2O2的一种衍生物K2S2O8，阴离子结构式为（）。其中性溶液加热至沸后，溶液pH降低，用离子方程式表明原因：。8．（2020天津卷）（14分）利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用。回答下列问题：Ⅰ．半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中，光照时可在其表面得到产物（1）图1为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为。（2）若将该催化剂置于Na2SO3溶液中，产物之一为SO42﹣，另一产物为。若将该催化剂置于AgNO3溶液中，产物之一为O2，写出生成另一产物的离子反应式。Ⅱ．用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH（不考虑副反应）CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0（3）某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为amol•L﹣1和3amol•L﹣1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为。（4）恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图2所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为。②P点甲醇产率高于T点的原因为。③根据图2，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为℃。Ⅲ．调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放（5）CO32﹣的空间构型为。已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2，当溶液pH＝12时，c（H2CO3）：c（HCO3﹣）：c（CO32﹣）＝1：：。9.(2019·课标全国Ⅰ，28)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。A．＜0.25B．0.25C．0.25～0.50D．0.50E．＞0.50(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式________________________________。(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。计算曲线a的反应在30～90min内的平均速率eq\o(v,\s\up6(－))(a)＝________kPa·min－1。467℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。10．(2019·课标全国Ⅱ，27)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(1)已知：(g)=(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②对于反应：(g)＋I2(g)=(g)＋2HI(g)③ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)。A．通入惰性气体 B．提高温度C．增加环戊烯浓度 D．增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是________(填标号)。A．T1＞T2B．a点的反应速率小于c点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－1(4)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2，结构简式为]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为________，总反应为_______________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为__________________。11．(2019·课标全国Ⅲ，28)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2